§ 3-11. Магнитные свойства электрона
П. 3-11-1. Введение. В атомах импульс-вектор энергии заряда электрона (-), находящийся на квантованной орбите атома, взаимодействует с зарядом - импульсом энергии протонов атомного ядра, имеющего положительный знак (+). Это взаимодействие импульсов энергии зарядов электронов и атомных ядер происходит посредством квантованного SP-пространства атома. Кроме того, через SP-пространство происходит взаимодействие энергии (магнитных полей) электронов атома между собой.
До сих пор в настоящем исследовании рассматривались электрические свойства электрона – свойства заряда и разговор шёл о том, что электрический заряд электрона и позитрона это импульс энергии и не рассматривались магнитные свойства электрона.
Когда идёт разговор об электромагнитных свойствах вещества и об электромагнитных излучениях в среде материального пространства (свойства последних рассмотрены отдельно), то не разделяют электрические и магнитные свойства вещества, но и не стоит рассматривать их в целом, так как хотя они неотделимы друг от друга, но они разные. Г. Линднер в книге «Картины современной физики» пишет, что заряд, вероятно, это то, что находится на поверхности электрона и позитрона, он прав отчасти.
Около 20 лет назад в своей работе «Физика и философия пространства» я нарисовал своё видение электрона как заряда и магнита одновременно. Поскольку абсолютной уверенности в правильности этой картины существования электрона у меня нет, то этот рисунок я позднее не публиковал, несмотря на то, что он достаточно близок к реальности, так как позволяет понять свойства электрического заряда и магнитные свойства электрона.
П. 3-11-2. Магнитный импульс электрона. Поэтому попробуйте представить, что магнитные свойства электрона образуются за счёт существования магнитного импульса, расположенного и действующего по окружности электрона в плоскости перпендикулярной направлению действия заряда-импульса электрона.
Магнитный импульс создаёт круговые напряжения в пространстве вокруг электрона – то, что сегодня обозначают как круговое магнитное «поле» в проводнике электрического тока. Величина импульса, определяющего магнитные свойства электрона равна величине заряда-импульса электрона, это следует из равенства электрического и магнитного импульсов электромагнитного излучения. Если заряд-импульс всегда направлен вовне от электрона, то импульс, определяющий магнитные свойства электрона направлен по окружности вокруг электрона.
Магнитный импульс электрона, как бы «вращается» вокруг электрона и как бы «вращает» пространство вокруг электрона, фактически он создаёт касательные напряжения в среде материального пространства.
Возможно, что только при самостоятельном движении электронов в среде материального пространства, магнитный импульс, взаимодействуя со средой пространства, заставляет вращаться электрон вокруг своей оси – то, что называют спином электрона.
Важнейшее значение имеет тот факт, что импульс заряда электрона и магнитный импульс электрона жёстко связаны между собой и представляют собой разные свойства единого электромагнитного состояния электрона.
Эта жёсткая связь определяет поведение электрона в пространстве. Направление заряда-импульса определяет направление магнитного импульса, и наоборот направление магнитного импульса определяет направление заряда-импульса.
Не следует забывать, что импульсы всегда векторы имеющие величину и направление, это определение следует из науки называемой «МЕХАНИКА», долженствующей лежать в основе всех разделах физики, в том числе в квантовой механике.
§ 3-13. Спин электрона. Электроны в атомах
вещества
В атомах химических элементов заряд-импульс электрона всегда направлен (по радиусу, проходящему через электрон и ядро атома) в сторону ядра атома, туда, где расположены положительные заряды протонов ядра. Тогда импульс магнитного момента электрона окажется направленным перпендикулярно радиусу (оси) соединяющему ядро атома и электрон. Магнитный импульс как бы «вращается» вокруг этого радиуса (оси).
Атом гелия (рисунок стр. 284) имеет два электрона, которые находятся на одной квантованной орбитали, однако заряды-импульсы каждого электрона всегда направлены в сторону ядра атома. Из-за ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ магнитных импульсов двух электронов через среду материального пространства (SP-оболочки атома), электроны, находящиеся на одной квантованной S-орбитали, всегда будут расположены, на максимально возможном удалении один от другого, а это значит, что они всегда будут расположены на одной линии (оси атома) на диаметрально противоположных сторонах атома, строго противоположно друг другу.
Если смотреть на атом со стороны, то мы увидим, что электрические заряды-импульсы каждого электрона, направлены к ядру атома, то есть как бы направленными навстречу друг к другу.
Это происходит потому, что заряд электрона является импульсом энергии, всегда имеющим определенное направление в пространстве. Следовательно, это направление электрических импульсов устанавливает направление «вращения» магнитного импульса, оно у всех электронов одинаково и расположено перпендикулярно направлению заряда-импульса.
Однако со стороны кажется, что их вращение направлено в разные стороны. Запрет Паули осуществляется только по этой причине, а вовсе не потому, что электроны имеют разный спин. Из этого следует, что все электроны имеют одинаковый спин. Доказательством этого служат свойства электрического тока. Все знают, что направление «магнитного поля» проводника с током определяется по принципу буравчика и это правило не имеет исключения. Подробно рассмотрено в главе 9, § 9-10.
§ 9-10. Квантовое определение спина электрона
«Исследования атомов в сильных магнитных полях привели к понятию пространственного квантования. Каждая из орбит, может принимать различные положения в пространстве; эти ориентации характеризуются магнитным квантовым числом – m, которое в свою очередь определяется значением побочного квантового числа – ι ».
И далее Линднер пишет: «Чтобы полностью исчерпать аналогию с движением планет, кратко упомянем о собственном моменте импульса, или спине электрона. Он связан с вращением электрона вокруг собственной оси – по часовой стрелке или против неё. И вновь спектроскопические данные дали повод для раздумий. В спектрах особенно щелочных металлов, наблюдаются дуплеты – тесно прилегающие друг к другу спектральные линии. Они соответствуют двум близко расположенным уровням энергии электронов, моменты импульсов которых составляют - ½ (h/2π) и + ½ (h/2π), разность между ними равна h/2π. Поэтому электрону приписываются значения спинового квантового числа s = - 1/2 или +1/2».
Рисунок № 134 (Линднер стр.131)
А вот с этим можно поспорить. Несложно доказать, что у электрона имеется только одно направление спина. Результаты этого эксперимента физики трактуют совершенно неверно, только из-за того, что «В спектрах особенно щелочных металлов, наблюдаются дуплеты – тесно прилегающие друг к другу спектральные линии, и они соответствуют двум близко расположенным уровням энергии электронов». На этой основе физики пришли к выводу о наличии положительного и отрицательного значения спина электрона. Однако как следует далее в главе 12 в моей Теории образования и строения ядер атомов, изображённых в таблице «Строение атомных ядер»; наличие s-орбитали и соответственно двух s-электронов на внешней оболочке щелочноземельных металлов определяется энергией двух протонов в альфа-частицах ядрах атомов этих металлов.
Электрические заряды электронов (протонов), (об этом написано в моей книге «Вещество и пространство» в 2009 году), являются импульсами энергии – Рzе; то есть векторами, направленными к положительным зарядам в центре атома – протонам ядра атома. В современной «Теории образования химических связей», электроны находятся противоположно на максимальном удалении друг от друга. Два электрона s-орбитали, в SP-оболочке атома, расположены противоположно, на максимальном удалении друг от друга, в этом «виновато» взаимодействие их круговых магнитных полей (одинаковые заряды отталкиваются друг от друга).
Следовательно, заряды – импульс-векторы - Рzе каждого электрона атома направлены к ядру атома, они расположены по одной линии, следовательно, направлены в разные стороны. Но сторонний наблюдатель, из-за малости размеров атома видит в спектрометре линии этих электронов расположенными рядом, поэтому их ошибочно определяют как частицы, имеющие разнонаправленное вращение.
На самом деле спин каждого электрона имеет одинаковое направление вращения относительно заряда – импульс-вектора - Рzе электрона. Чтобы это понять, достаточно левый электрон, изображённый на рисунке № 134 Линднера расположить вверху на РИСУНКЕ АТОМА ГЕЛИЯ, а правый электрон внизу. Известно, что круговое магнитное поле проводника с током определяется правилом «буравчика», и оно не знает исключений. В проводнике тока магнитное поле поддерживается потенциалом зарядов - импульс-вектора - Рzе в свободном облаке электронов, и в конечном итоге магнитными импульсами - Рмагн.е электронов, имеющими одно единственное направление относительно заряда.
РИСУНОК АТОМА ГЕЛИЯ
pzе – импульс заряда электрона
Рмагн.е – магнитный импульс электрона.
© Липов Б.Е. 2010 год.